книги из ГПНТБ / Чернышов, Ф. М. Повышение эффективности путевых работ на многорукавных участках судоходных рек учеб. пособие

Комплексе с произведёнными в нем дноуглубительными работами создать на участке пологокриволинейную и широкую трассу, обес­ печивающую двустороннее движение судовых составов.

а)

Рис. 1. Селищанская группа перекатов р. Днепр:

а—до выправления; її—после выправления

В 1953 г. на левобережной подводной косе Бучакского переката поставлены ветвистые заграждпшя, в рукаве Старый Днепр и про­ рве Руда продолжались работы по строительству запруд, на 2-м Селищанском перекате произведен намыв правого берега до проект­ ной границы выправительной трассы с постройкой пяти полузапруд

Ё районе этого узла река делится на Сызранскую,. Раковскую, Лопатинскую и Застенную воложки и Лопатинский и Застенный прораны. Судовой ход здесь несколько раз переходил из одного ру­ кава в другой. Раковская воложка была открыта для судоходства- в 1944 г. Из-за узости и кривизны судового хода, а также из-за на­ личия четырех затруднительных перекатов, движение судов по ней до 1953 года на протяжении 14 км регулировалось семафорами.

Для коренного улучшения судоходных условий было запроекти­ ровано перекрытие Лопатинского прорана сооружением 1 и Лопатипской воложки — сооружением 2. Сооружение 1 выполнялось из каменной наброски по расстилочному тюфяку с отметкой гребня 2,6 м над проектным уровнем воды. Запруда 2 имела отметку греб­ ня 2,55 м над проектным уровнем. Нижняя ее часть состояла из тю­ фячной кладки, верхняя — из каменной наброски. Возведением этих сооружений предусматривалось увеличение пропускной способности Раковской воложки.

ложке заметно увеличились. В ней началось переформирование рус­ ла, которое привело к размыву Перекатов.

В комплексе с выправительными работами на перекатах Раков­ ской воложки производилось и землечерпание. В 1952 г. были вы­ полнены капитальные дноуглубительные работы на входе в Раков­ скую воложку и частично на Средне-Раковском перекате, в 1953 г.—•

ный — вдоль правого, можно назвать ведущего берега, а несудоход­ н ы й — в д о л ь левого берега (см. рис. 2). Дополнительно отметим, что быстрому развитию судоходного рукава во многом способство­ вало благоприятное размещение его истока, являющегося, по суще­ ству, продолжением подходного' сверху плесового участка, а также то, что исток второго несудоходного рукава оказался за крутым пле­ чом левого берега, обуславливающим работу этого рукава не толь­ ко как наносопринимающего, но и как наносоотсасывающего.

Приведенный ниже пример из практики работы Северного бас­ сейнового управления пути наглядно показывает, что при выборе судоходного рукава весьма важно правильно учитывать такие фак­ торы как наличие коренного или высокого пойменного берега, сов­ падение направлений рукава и весеннего потока воды, условия за­ хода, особенности движения побочней на вышележащем участке, плавность очертания берегов, исключение заторных явлений в пери­ од ледохода. Эти факторы были учтены и удачно использованы при 12,

выправительных работах на Комарицкой группе перекатов р. Боль­ шой Сев. Двины (рис. 3).

Рис. 3. Комарицкие перекаты р. Б. Сев. Двины:

й - по съемке 1953 г.; б—по съемке 1955 і;.

На этом участке река течет несколькими рукавами, основными из которых являются Канзский (левый) и Комарицкий. Судовой же ход на участке периодически переходил из одного рукава в другой. До 1931 года судоходным был Комарицкий рукав, в 1932—1935 гг.— Канзский, в 1936—1941 гг.— снова Комарицкий, а с 1942 г. и до на­ стоящего времени судоходство осуществляется Канзским рукавом. Причем переход с 1942 г. в Канзский рукав в значительной степени был вызван затором льда в Комарицком рукаве. До 1951 года ника­ ких работ по закреплению судоходной трассы здесь не производи­ лось.

' В результате перекрытия ряда несудоходных рукавов капиталь­

ва и выше его со стороны несудоходного рукава, объемы землечер­ пательных работ с 1952 года начали систематически снижаться, а' участок, в целом, был выведен из числа затруднительных. Причем, особенностью этого примера является то, что он подчеркнуто иллю­ стрирует целесообразность «собирания» многорукавного русла в однорукавное. При этом достаточным оказывается применение выпра­ вительных сооружений лишь меженного регулирования. Действи­ тельно, для завершения этой идеи осталось лишь заменить в Кома-

рицком рукаве одну из сквозных свайных запруд «глухой» (грунто­ вой, тюфячной и т. д.). На последнее обстоятельство обращается внимание еще и потому, что необходимость в полном перекрытии Комарицкого несудоходного рукава полностью подкрепляется конт­ рольной съемкой участка (см. рис. 3,6). В частности, из этой съемки следует, что-при слиянии Канзского (судоходного) и Комарицкого рукавов продолжает сохраняться и даже несколько развиваться ле­ вобережный побочень, заметно ухудшающий здесь условия судо­ ходства. Очевидно сосредоточение всего меженного расхода воды в Канзском рукаве приведет к размыву этого побочня и стабилизиру­ ющему положению судового хода вдоль левого, хотя и пойменного, но достаточно высокого берега. Кроме того, это будет способство­ вать созданию благоприятных условий для выполнения в последу­ ющем капитальных дноуглубительных работ по отторжению лево­ бережного побочня и спрямлению здесь судового хода.

В рассматриваемом примере, как и в предыдущем, имеем хоро­ шее сопряжение истока судоходного рукава с направлением потока подходного плесового участка. Более того, это сопряжение надежно закрепляется в районе деления русла на рукава двумя полузапру­ дами, выполняющими также роль наносоуправляющих сооружений

условий разветвленных затруднительных участков с помощью зем­ лечерпания и строительства выправительных сооружений только меженного регулирования, иллюстрируются на примере Коскфщи- но-Хаврогорского узла р. Большой Северной Двины (рис. 4).

На рис. 4, а показано состояние узла и положение сохранивших­ ся сооружений в навигацию 1956 г. Сооружения 1, 2 и 4 предназна­ чены для придания левобережному побочню определенного направ­ ления движения и ограничения его развития в сторону меженного русла; сооружения 3, 9-а и 10 являются берегоукрепительными в верховой части острова Сенатский; сооружения 5 (в верхней части Сенатской протоки) S 20, 20-а (в ее нижней части) служат для огра­ ничения расходов воды в этой протоке; сооружение 6 перекрывает с той же целью Мартушеву протоку, а сооружения 8 и 9 — левый ру­ кав, представляющий собой слияние Сенатской и Мартушевой про­ ток. В последующую навигацию обе указанные протоки дополни­ тельно были перекрыты в их устьях.

Съемка узла 1958 г. (рис. 4,6) показывает, что условия судоход­ ства на нем существенно улучшились. Однако, как следует из нуме- • рации сооружений, всего их было построено более двадцати, что следует объяснить, прежде всего, большой растянутостью сроков строительства и применением сооружений только меженного регу­ лирования без достаточного их укрепления. Принятая же схема за­ крепления судового хода по правому рукаву вполне оправдана. Вопервых, верхняя часть этого рукава является прямым продолже­ нием основного русла и направления весеннего потока. Во-вторых, средняя и особенно нижняя части рукава непосредственно примыка14

ют.к правому коренному берегу, мысообразные очертания которого позволяют обеспечить последующий перевод потока к левому, так­ же высокому, берегу, вплотную подошедшему к главному руслу.

Примером коренного улучшения судоходных условий на много­ рукавном затруднительном участке с несколькими развитыми боль­ шими и малыми излучинами с помощью разработки спрямления и постройки небольшого числа выправительных сооружений служит Понгутальский водный узел р. Конды ( рис. 5).

Рис. 5. Понгутальский водный узел р. Конды:

а - д о спрямления; б—после спрямления.

Применительно к этому разветвленному участку можно было бы рассмотреть два варианта схем трассирования спрямляющих кана­ лов (на рис. 5 для 1-го варианта приведены съемки до и после спрямления; для 2-го варианта возможная трасса спрямляющих ка­ налов показана пунктиром). Однако при 2-м варианте спрямления судового хода на участке для эффективного использования наибо­ лее развитой левой самой большой излучины в качестве наносопринимающего и наносоотсасывающего рукава требуется ее перекры­ тие где-то в истоке (см. створ с—с на рис. 5, а), что позволит обеспе­ чить сопряжение истока излучины с трассой спрямления более чем под 90° (см. на рис. 5, а район применения верхнего пунктирного ка­ нала к средней части малой правой излучины). Кроме того, может потребоваться перекрытие рукавов двух правых сопряженных излу­ чин по створу d—d. Причем, запруда в створе с—с, представляющая собой в этом варианте спрямления главнбе выправительное сооруже­ ние, должна быть выполнена в виде повышенного сооружения и с надежным укреплением от воздействия льда при леДоходе, особенно если он будет проходить при достаточно высоких уровнях. Очевид­ но, при осуществлении 2-го варианта спрямления необходимость в перекрытии -правогчу-рукава нижнего разветвления отпадает, так

как в этом случае он будет работать как боковое наносоотсасывающее ответвление, а исток левого судоходного рукава займет весь­ ма благоприятное плановое положение относительно оси примыка­ ющего к нему сверху спрямляющего канала (см. рис. 5, а)'. По-види­ мому, неопределенность в необходимости перекрытия малых излу­ чин по створу d—d, а также значительно большие объемы землечер­ пательных работ этого варианта послужили основанием Иртыш­ скому БУП принять для фактического исполнения спрямления уча­ стка схему 1-го варианта.

Состояние рассматриваемого разветвления после осуществления 1-го варианта спрямления дано на рис. 5,6, где также показаны за­ пруды, построенные в правой малой излучине и правом рукаве у са­ мого нижнего острова. Осуществление этих мероприятий позволило вывести данный узел из числа особо затруднительных.

Приведенный пример убедительно свидетельствует о целесооб­ разности сохранения не перекрытой-извилины большой протяжен­ ности ввиду её последующего естественного заиления. При эгом, как показывает практика, наиболее активному заилению подверга­ ются отходящие от излучины рукава (см. состояние нижней часги Безымянного рукава на рис. 5 до и после осуществления спрямле­ ния).

С морфологической же точки зренця настоящий пример характе­ ризует пойменную разветвленность с выраженным меандриругощим

тах дноуглубительные работы начали регулярно проводить с 1959 г. Всего в группу входит 6 перекатов, включая перекат Кырчем-Ды, размещаемый между 2-ми 3-м Лебяжским (1-й Лебяжский перекат нами не рассматривается, так как в настоящее время работы по его коренному улучшению еще не завершены).

Русло реки на этом участке изобилует островами, осередками, а также рукавами-протоками и сложено из песчаных и различного со­ четания песчано-гравелистых грунтов. На нижнем перекате вдоль правого берега встречаются каменистые включения.

Из указанных на рис. 6 перекатов наибольшие затруднения" для судоходства имели место на 3-м и 4-м Лебяжских перекатах, на ко­ торых до 1960г. судовой ход проходил вдоль левого берега. Однако в- дальнейшем начал активно развиваться рукав между островами Г и Е, куда и переместилось основное русло. Довольно часто лими­ тировали прежде по глубинам и перекаты 2-й ЛебрШШйТ.й Кьірчем-

ды из-за расширения здесь русла иотвлечения значительной доли расхода воды в правобережные несудоходные рукава, особенно при средних и высоких уровнях.

Рис. 6. Лебяжская группа перекатов р. Печоры

Благоприятным же обстоятельством для участка является то, что пойма на нем слабо развита и коренные берега являются высо­ кими, сложенными из трудноразмываемых грунтов.

Приведенный на рис. 6 состав выправительных сооружений оп­ ределился на основании выполненных натурных русловых наблюде­ ний (Печорское БУП) и лабораторных исследований на крупномас­ штабной гидравлической модели (УКиМ), а также последующих коррективов проектной схемы коренного улучшения участка, вне­ сенных в период ее осуществления.

Строительство всех выправительных сооружений на участке и разработка капитальных прорезей на перекатах Кырчем-ды, 3-м л 5-м Лебяжских заняло около 4 лет (1961 —1965 гг.). При этом вы­ правление 3-го и 4-го Лебяжских перекатов пришлось производить в два этапа. Вначале была возведена, как это рекомендовалось ла­ бораторией УКиМ, полузапруда 1. Однако, из-за образовавшегося через пески острова Е свала течений к правому берегу,' появились значительные выносы наносов в район судового хода на 4-м Лебяжском перекате, что привело в 1964 г. к возрастанию на нем объема эксплуатационных дноуглубительных работ. Поэтому в зиму 19641965 гг. пришлось возвести продольное сооружение 7, соединяющее остров Е с полузапрудой 1, что, по существу, означало замену полу­ запруды на глаголеобразную запруду, существенно улучшившую со­ стояние этих двух перекатов. Извлеченный же грунт из капитальных прорезей поименованных выше перекатов был использован в те то. продольных дамб 5 и 6. Сооружения 1, 4 и 8 были выполнены из камня, а 2 и 3 — из тяжелых фашин,

В результате осуществления приведенной. на рис. 6 схемы вы­ правлений участка судоходные условия на нем стали вполне удов­ летворительными, а объемы эксплуатационного дноуглубления рез­ ко сократились. Если раньше они доходили до 450 тыс. м3 (1962 г.), то, начиная с 1966 года и по настоящее время, они снизились до 100—130 тыс. м3, а в последние два года (1971 — 1972) — д о 40—-

Сохранение в небольшом количестве эксплуатационных дноуг­ лубительных работ на участке можно объяснить наличием некото­ рых недостатков в самой схеме коренного улучшения. Действитель­ но, на первый взгляд кажется, что ' этой схемой используются все потенциальные возможности потока на участке, поскольку на нем многорукавное русло странсформировано в однорукавиое. В то же время все выправительные сооружения построены здесь низкими (меженными) из-за тяжелых условий ледохода. Так, например, гребни продольных сооружений 5, 6 'и 7 превышают проектный уро­ вень воды на 1,5—1,7 м, а поперечных сооружений — всего лишь на- 0,7—1,2 м. Следовательно, активное влияние построенных выправителвных сооружений на.изменение русловых процессов на перекатах в нужном направлении ограничивается периодом стояния низких и средних уровней воды. В паводочный же период значительная доля расхода воды продолжает отвлекаться из основного русла в пере­ крытые низкими запрудами несудоходные рукава.

Очевидно, в дальнейшем, как в целях исключения на участке эксплуатационного дноуглубления, так и в связи с возможным рос­ том гарантированных габаритов пути на р. Печоре, целесообразно" будет, прежде всего, повысить отметки гребней-запруд 2 и 3, при­ близив их к отметкам примыкающих к ним островов, возвышаю­ щихся на 4—6 м над проектным уровнем, при котором проходит рас­ ход воды в русле всего лишь 250 м3./сек. Причем, спасаться з этом случае разрушений запруд ледоходом не следует, так как они рас­ положены на значительных расстояниях от приверхов островов В

В заключение отметим, что рассматриваемый участок, р. Печо­ ры, если принять во внимание тяжелые.условия ледохода й наличие на ряде его перекатов крупнозернистых грунтов, является харак­ терным примером рационального использования идеи, трансформа­ ции многорукавного затруднительного для судоходства участка в

участки, удачно опирается на высокие коренные берега, сложенные из трудно размываемых и неразмываемых грунтов.

• Вторым примером, хотя и менее выразительным, чем первый, аф­ ективного'использования'комплекс выправителЬных и дноуглуби­ тельных работ при наличии разветвленного русла р. Печоры, явля­ ется Борисдикостский затруднительный участок (рис. 7), имеющий